为了验证东风4D型提速客运机车性能与质量，铁道部质检中心对该型机车及主要部件进行了部级鉴定试验。1997年夏季，铁道部对16V240ZJD型内燃机进行了部级鉴定试验，包括UIC100小时性能试验、ORE360小时耐久性试验。此外，铁道部又选定了于1998年12月投入使用、配属[[济南铁路局]]济南机务段的0336号机车作为运用考核试验车，至2000年3月完成了30万公里运用考核，期间并没有因机车质量问题造成机破和临修，且燃油经济性优异。但由于内燃机拆解检验后发现其中一个活塞的铝裙出现严重裂纹，因此铁道部决定改用配属[[哈尔滨铁路局]]三棵树[[机务段]]的0365号机车作为运用考核机车，至2000年8月完成了30万公里运用考核，拆解检验显示机车各主要部件状态良好。